中國儲能網(wǎng)訊：5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合240余家機構(gòu)共同支持的第十三屆中國國際儲能大會在杭州召開。
來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會，其中245家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
5月25日下午，中國科學(xué)院金屬研究所研究員嚴(yán)川偉受邀在長時儲能技術(shù)及應(yīng)用專場分享了主題報告，報告題目為《論全釩液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)與策略》。以下是報告主要內(nèi)容：
嚴(yán)川偉：大家下午好！非常高興能有這樣一個機會跟同行進(jìn)行交流。全釩液流電池已經(jīng)在國內(nèi)外發(fā)展一段時間了，現(xiàn)在正處于向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過渡的關(guān)鍵時期。今天就當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，或者說面臨的一些瓶頸性問題，跟大家分享一下觀點。
能源及其消費強度是一個社會發(fā)展水平的重要衡量指標(biāo)。由于化石能源在當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)中占比較高，是溫室效應(yīng)及相應(yīng)環(huán)境問題的重要根源，發(fā)展可再生能源（風(fēng)電、光伏發(fā)電）以及以此替代傳統(tǒng)能源已成為全球共識。而可再生能源所固有的間歇性、波動性及不穩(wěn)定性，必須配置相應(yīng)的儲能才能實現(xiàn)大規(guī)模、可持續(xù)的開發(fā)利用。因此，儲能以及發(fā)展合適的儲能技術(shù)是社會能源發(fā)展或能源革命的必然要求，是電力發(fā)展的剛性需要和能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。
兩年前我們國家把這個上升為國家的戰(zhàn)略-“雙碳”戰(zhàn)略?！半p碳”戰(zhàn)略是指導(dǎo)我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原則，它不僅規(guī)定了實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的任務(wù)目標(biāo)和時間表，還明確了實現(xiàn)的根本途徑，即發(fā)展基于可再生能源的新型電力系統(tǒng)。由于儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐，所以“雙碳”戰(zhàn)略客觀上規(guī)定了儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路線圖。
基于“雙碳”戰(zhàn)略的儲能需求及市場巨大，也不用在此作過多解釋了。
儲能需求是多種多樣或是多元化的，分類角度可以有多種。但是，大規(guī)模長時儲能是解決國家新能源發(fā)展和支撐“雙碳”戰(zhàn)略實施的最重要的需求，也應(yīng)該是最核心、最重大的需求。
但是，不同的儲能技術(shù)的特點和適合性是非常不同的，差異性非常大，有的適合短時甚至脈沖的能量存儲，而有則適合于長時間的容量型存儲和應(yīng)用。所以，儲能不可以“一概而論”，具體的需求，需要選擇相應(yīng)適合的儲能技術(shù)。
除了技術(shù)的本身特性所決定的適合性之外，安全是必須予以優(yōu)先關(guān)注的特性。我們也注意到了到目前為止一些電化學(xué)儲能，至少可以說電化學(xué)儲能在工程應(yīng)用上所表現(xiàn)出來在安全方面還存在比較大的問題。例如，去年中電聯(lián)所進(jìn)行的一項調(diào)查顯示，用于新能源配的電化學(xué)儲能利用率只有6.1%，這意味著已經(jīng)建成的電站基本是一個擺設(shè)。這種情況可能有多種原因或者理由，首先可以不用，因為當(dāng)前我國的新能源占比并不高，電網(wǎng)和配電網(wǎng)可以承受；再就是沒有要求，一些新能源項目要求配儲能，但是沒有要求必須用，也即是說可以不用；還有市場機制及成本的傳遞機制現(xiàn)在沒有很好地建立起立或還不完善和明確，儲能沒有或難有收益；還有就是運維方面，尤其在應(yīng)用端運行運維技術(shù)還不夠成熟、不可靠，經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題；另外一個角度的原因就是安全及其隱憂：對于運營商來講，不敢放心用，對于用戶來講難免擔(dān)心，對于制造商不可能放心。作為一個儲能系統(tǒng)，雖然現(xiàn)在還沒有形成一個安全的量化要求，但是我們可以預(yù)期作為大規(guī)模、長時間儲能，肯定要達(dá)到足夠高的安全水準(zhǔn)，至于什么樣的量化尺度，相信未來會有一個明確的標(biāo)準(zhǔn)。
對于基于國家戰(zhàn)略的新能源發(fā)展所要求大規(guī)模儲能，基本可以概括為幾個要求：首先是安全，必須達(dá)到足夠的安全；其次是這個技術(shù)適合于大規(guī)模使用；三是經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)當(dāng)達(dá)到可持續(xù)的商業(yè)運營程度。如果再加一條就是環(huán)保性，或環(huán)境友好性，就是說這個儲能對社會形成的環(huán)保負(fù)擔(dān)是可以接受的。基于以上的要求或判斷，這個大規(guī)模儲能賽道就比較清晰了，它基本上可以包括：抽水蓄能、壓縮空氣和液流電池（至少目前全釩液流已基本達(dá)到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段）。
很顯然，在這個大規(guī)模長時儲能賽道內(nèi)，各技術(shù)有其各自的優(yōu)勢和局限性，其之間表現(xiàn)了較為突出的互補性和不可替代性。
對于全釩液流電池的發(fā)展水平，可以比較準(zhǔn)確地說技術(shù)已趨于成熟或基本成熟，與產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的主要特點表現(xiàn)在于：（1）可靠性，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定地工作，出問題的概率比較低。（2）成本，已可以進(jìn)行商業(yè)化實施，能夠?qū)舆M(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)發(fā)展操作。與此同時，也形成了基本產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)成了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本生態(tài)，可以基本保障現(xiàn)階段儲能項目的實施。
成本是大家比較關(guān)心的問題，對于液流電池來講，成本的要素跟功率有關(guān)，跟容量有關(guān)，跟儲能時間還有關(guān)系，對于大規(guī)模長時儲能來講，成本最合理的評判應(yīng)該是從全壽命周期去考察。但是現(xiàn)在業(yè)界都習(xí)慣于從初始投資角度考慮，我們不妨也從這個角度來分析。在不同的功率、不同容量和儲能時間不同的情況下，它的初始投資情況，隨著電堆功率成本的下降，容量的下降和儲能時間的延長，初始投資是明顯下降的。以抽水蓄能作為對標(biāo)，無論是度電建設(shè)成本還是全壽命期的平準(zhǔn)化成本，都是可以跟抽水蓄能相比的。
另外還考慮到作為全釩液流電池儲能來講，釩是一個小金屬，而且在儲能應(yīng)用過程中（不像用在鋼鐵中作為微量元素）是不消失、不消散，具有所謂的金融屬性，可以進(jìn)行融資租賃。通過這種操作，初始投資會更進(jìn)一步的下降。所以，從發(fā)展和廣泛的角度看，成本將不會是制約整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。
當(dāng)前整個行業(yè)的發(fā)展面臨很多問題，有些是整個儲能行業(yè)的問題，有些是產(chǎn)業(yè)發(fā)展自身的問題。
第一，應(yīng)用端技術(shù)發(fā)展，這是所有電化學(xué)儲能都存在的問題，對于液流電池而言由于發(fā)展處于初期更需重視并加大投入力度。隨著產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，這方面將不斷得到提高和完善。
第二，發(fā)展窗口，是否能在窗口期（如2-3年）把這個技術(shù)推向更加成熟的階段，事關(guān)市場份額是否被其它技術(shù)侵蝕及侵蝕多少，或能否發(fā)揮其應(yīng)發(fā)揮的社會價值。關(guān)于這方面，全行業(yè)應(yīng)當(dāng)有緊迫感，努力將其推向成熟和穩(wěn)健發(fā)展階段。
第三，對該技術(shù)的認(rèn)知，現(xiàn)在很多人把大型儲能看得太簡單，把液流電池看的太簡單（嚴(yán)重低估），有一種投機的心態(tài)，這樣容易把事情搞砸，這是比較嚴(yán)重的問題。實際上，液流電池儲能不僅技術(shù)復(fù)雜、門檻較高，而且由于屬于大規(guī)模儲能涉及市場建構(gòu)過程等，不是一般人或機構(gòu)可以干的，需要引起高度重視。
第四，政策問題，這是全行業(yè)的問題，主要是成本、利益?zhèn)鬟f等市場機制，因為我們的電力系統(tǒng)原來是（基本）沒有儲能這一環(huán)節(jié)的，儲能發(fā)展起來涉及到對整個能源供給體系的調(diào)整，甚至整個體系的再造，這是一個大的問題。但是這個事必須由政府主導(dǎo)來做，而且也一直在做，只要是我們業(yè)內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的配合，積極推動就可以。
第五，釩資源及其市場，這是全釩液流電池的發(fā)展的核心和瓶頸性問題，也是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的挑戰(zhàn)。該問題的外在表現(xiàn)是釩價的高位市場波動，就拿被認(rèn)為比較平穩(wěn)的最近幾年市場來講，釩價波動也在幾萬元/噸。這樣的波動對于傳統(tǒng)市場（用于鋼鐵）的影響微乎其微，但對于全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)顯得太大了，不可接受。
釩的來源基本是這三個：（1）釩鈦磁鐵礦鋼鐵冶金副產(chǎn)（釩渣）；（2）含釩礦物的直接提釩；（2）含釩固體廢棄物提釩。最近3年整個市場，無論是產(chǎn)還是銷規(guī)模都是比較穩(wěn)定的，全球生產(chǎn)和消費約20萬噸/年，中國生產(chǎn)和消費12-13萬噸/年。
但從釩的資源最終應(yīng)用來講，鋼鐵領(lǐng)域用了95%，用在儲能方面在當(dāng)前市場的占比幾乎可以忽略。
按照雙碳路線圖，或者我們國家能源戰(zhàn)略來講，我們以一個比較保守的量來估計和推算雙碳戰(zhàn)略所需要的釩的量。比如到2030年大約需要100萬噸，到2050年需要500萬噸左右，這個量是一個比較大的，甚至超過了現(xiàn)有的市場規(guī)模。釩資源是否夠用？我國擁有豐富的釩資源，釩鈦磁鐵礦和石煤釩資源均超過1500萬噸（以V2O5計），總體的量完全可以覆蓋雙碳戰(zhàn)略所需，也即是說資源是沒有問題的。
問題實質(zhì)就是釩市場與釩電池儲能產(chǎn)業(yè)不兼容，因為當(dāng)前市場是鋼鐵的“江湖”，釩主要產(chǎn)自于釩鈦磁鐵礦鋼鐵冶金（作為副產(chǎn)物釩渣，產(chǎn)釩占全國產(chǎn)釩總量的85%），鋼鐵消費了90%以上的釩（目前大約是95%），構(gòu)成了一個封閉的環(huán)。首先在價格敏感度方面，鋼鐵作為終極產(chǎn)品，它加的釩作為合金元素很少，在0.2%-0.3%，所以對釩價的波動是不敏感的（不會因釩價的上升或下降對鋼鐵產(chǎn)品成本造成顯著影響），即便比較大的波動都是可以接受的。但是對于釩電池來講，比如4小時儲能，釩的價值就占到儲能系統(tǒng)成本的50%左右，甚至更高，所以對釩價的波動是極其敏感的。
另外從產(chǎn)能調(diào)控的角度來講，市場供需能力隨市場需求變化調(diào)整的基礎(chǔ)都是原生的，沒有問題，不會有顯著的影響或障礙。對于釩電池作為一個新興的市場方向，由于釩產(chǎn)能受鋼鐵產(chǎn)能的綁定（85%的釩產(chǎn)自釩鈦磁鐵礦副產(chǎn)釩渣），所以不能根據(jù)市場進(jìn)行靈活調(diào)整釩的產(chǎn)量，所以很難為釩的儲能市場啟動提供足夠量的釩，如果在這種條件下儲能項目大范圍啟動，釩價必將迅速波動或上升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭就很難持續(xù)下去了。
怎么辦？首先，要擺脫鋼鐵產(chǎn)能的綁定，這也是多年對整個行業(yè)的觀察和分析而得出的判斷。其措施在于拓展釩的來源途徑，具體就是含釩礦物的直接提釩，不是經(jīng)過鋼鐵副產(chǎn)來做的。當(dāng)前該途徑釩的產(chǎn)量（石煤提釩）是1.4萬噸/年，目前尚有約3萬噸/年的產(chǎn)能在加緊建設(shè)中，預(yù)計1-2年內(nèi)該途徑產(chǎn)能可達(dá)約5萬噸/年的水準(zhǔn)，對促進(jìn)釩市場向有利于釩電池產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展將發(fā)揮關(guān)鍵作用。另外，含釩廢棄物（比如催化劑等等），這個每年也有上萬噸的產(chǎn)量。還有一個途徑是濕法提釩，就是對釩電磁鐵礦來講先提釩后煉鐵。但是這個技術(shù)路線還有待于進(jìn)一步論證。
同時，應(yīng)順勢而為挖掘現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)架構(gòu)下的潛力。首先，基建對鋼鐵的需求是明顯下降的，每年可以釋放萬噸級釩的產(chǎn)量。根據(jù)近期國際釩協(xié)會的預(yù)測，在十年內(nèi)整個鋼鐵的用釩將下降30%以上。這個比例是比較大的，實際上有可能下降的更多。其次，要善于利用資源，現(xiàn)在有一些釩鈦磁鐵礦是作為普通礦來用的，這個量也是很大的，如果把這些礦都用上，每年也可以釋放萬噸級的釩產(chǎn)量。無論是釩鈦磁鐵礦的企業(yè)還是普通的鋼鐵企業(yè)，使用更多釩鈦磁鐵礦來作為原料，產(chǎn)生更多的釩渣和釩，可以釋放萬噸級的量。總體上，在原有的架構(gòu)下挖潛可以釋放每年幾萬噸的量，這用于釩電池產(chǎn)業(yè)方向是非?？捎^的。
融資租賃，即所謂的商業(yè)模式創(chuàng)新，對于釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展是很重要的，因為釩電解液理論上不消耗，具有良好的保值及金融屬性。采用融資租賃模式不僅是合理的選擇，也是必然的趨勢，將顯著降低初始投資成本和用戶的儲能綜合成本。
因為建設(shè)和完善釩市場是一個較為漫長的過程，而推動釩電池儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展不能等到若干年后市場成熟了再做，尤其對于釩電池集成和儲能工程開發(fā)商，采取相應(yīng)的過渡期策略或原則是必須的。這個策略主要在于：釩電池儲能的開發(fā)商或者相關(guān)的企業(yè)需要適當(dāng)?shù)恼莆这C資源，這種掌握不僅僅限于擁有礦山，也可以是戰(zhàn)略上擁對釩資源的權(quán)益及話語權(quán)。
總結(jié)一下，不同的儲能技術(shù)有自己的適用性，全釩液流電池屬于大規(guī)模長時儲能的賽道，這個產(chǎn)業(yè)應(yīng)該這么定位（但不排斥在該定位下的多用途應(yīng)用）。釩電池技術(shù)已基本成熟，具有初步的產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)在于，當(dāng)前釩市場與釩電池儲能不相容，核心策略是拓展釩源，突破鋼鐵產(chǎn)能的綁定。
謝謝大家。
